Расчетные исследования нагрева металла в печах с импульсной системой сжигания топлива

Технологии прокатки и термообработки предъявляют жесткие требования к качеству нагрева. Распределение температур по сечению заготовки, обеспечивающее необходимую пластичность и свойства металла, должно быть достигнуто за определенное время без перегрева поверхности металла.

В данной статье представлены результаты расчетных и опытных исследований по нагреву заготовок в печи с импульсной системой сжигания топлива, показан и обоснован метод расчета, при котором температура греющих газов на выходе из горелочных устройств представлена в виде функции незатухающих колебаний.

Объектом исследования является заготовка рельсовой накладки типа Р65, обрабатываемая в двухрядной толкательной нагревательной печи Нижнесалдинского металлургического завода (НСМЗ). Печь разделена на 4 зоны управления. Зоны 1, 2 и 3 являются основными зонами двухстороннего нагрева металла. Зона 4 служит для выравнивания температуры по длине и толщине заготовок. Для сжигания природного газа применяются рекуперативные скоростные горелки REKUMAT М300 в первых трёх зонах и REKUMAT M250 – в четвёртой зоне.

На рис. 1 приведена схема заготовки рельсовой накладки типа Р65, принятая для расчетов, и расположение контрольных точек в её поперечном сечении на верхней (1) и нижней (2) кромках, а также в массивной части верха накладки (3).

Схема продольного и поперечного сечений печи представлены на рис. 2 и 3 соответственно. Продукты сгорания из печи удаляются через рекуператоры горелок по металлическим дымопроводам.